Application of MEMS accelerometer for baby apnea monitoring under home conditions

• Autorzy: Tewel N.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie akcelerometrów MEMS do monitorowania bezdechu niemowląt w warunkach domowych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bezdech senny stanowi potencjalne zagrożenie życia niemowląt i może być pierwszym syndromem innych schorzeń. Jest on uznawany za jeden z czynników ryzyka Zespołu Nagłego Zgonu Niemowląt (SIDS - Sudden Infant Death Syndrome). Monitorowanie oddechu niemowląt i szybkie rozpoznawanie stanów bezdechu nie tylko w szpitalu, ale także w warunkach domowych, zwiększa bezpieczeństwo dziecka i ułatwia wykrywanie innych chorób w ich wczesnym stadium. Przedstawiony artykuł opisuje model nowego urządzeniu przeznaczonego do wykrywania bezdechu, zbudowanego z akcelerometru MEMS (Micro Elektro-Mechanical Systems) o trzech osiach czułośći z wyjściem cyfrowym, mikroprocesora i elementów alarmujących. Urządzenie monitoruje ruchy oddechowe dziecka i wibracje ściany brzucha towarzyszące pracy serca, przez co umożliwia szybkie wykrywanie zarówno bezdechu centralnego, jak i obturacyjnego. Inną użyteczną funkcją prezentowanego modelu jest możliwość kontroli pozycji dziecka podczas snu. W artykule opisano układ, procedurę detekcji bezdechu oraz pierwsze wyniki uzyskane z wykorzystaniem przedstawionego modelu monitora.

EN

Cleep apnea episedes may cause potential baby's life threateiiing events and can be one of t h e first syndromes of other 11-laesses. Apnea is supposed to be one of t h e risk factors of Sudden Infant Death Syndrome (SIDS). Infanfs breath monitoring and immediate apnea detection, not oniy in hospitals, but also under home conditions, mereases the baby's safety and aiiow recognition of cliseases at an earlier stage. This paper presents a model of n ew device for detection of apnea, consisting of a three-axis MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) accelerometer with digital output, microprocessor and sosie alarm Instruments. The deyice allows the monitoring of both, the breathing movements of the child's abdomen, as weil as the vibrations of th e abdominal wali associated with t h e heart action and enables early detection of central and obstractiye apnea. Another usefu! application of die described model i s the possibility of monitoring t h e baby- 'a position during sleep. The paper presents the hardware, apnea detection procedure and the performance of the physical model of the apnea monitor.

Słowa kluczowe

PL

akcelerometr MEMS; bezdech niemowląt; SIDS; monitorowanie tętna; monitorowanie oddechu

EN

SIDS; infant apnea; MEMS accelerometer; respiratory monitoring; heart rate monitoring

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 16, nr 4
• Strony: 389--393
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Tewel N.

• Institute of Biomedical Engineering and Instrumentation, Faculty of Fundamental Problems of Technology, Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław tel. [phone],

Bibliografia

• 1. M.G. Mac Donald, M.M.K Seshia., M .D. Mullett: Avery's neonatology, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia
• 2. C. Linti, H. Horter, P. Ósterreicher, H. Planck: Sensory baby vest for the monitoring of infants, Wearable and Implantable Body Sensor Networks, BSN 2006, p. 135-137.
• 3. B.H. Brown: Impedance pneumography, U.S. Patent 6,015,389, 2000.
• 4. J. Bunker, M. Kejuiwal, G. Monlux: Sids home monitor with telecommunications capabilities, EMBS, 1993. Proc. Of the 15th Annual International Conference of the IEEE, p. 1060 - 1061
• 5. D. Dobrev, I. Daskalov: Two-electrode telemetric instrument for infant heart rate and apnea monitoring, Med. Engineering & Phys. vol. 20, 1998, p. 729-734.
• 6. R.S. Leder, K.P. Cohen, N. Peterson, S. Palreddy, C. Green, W. Tompkins, J. G. Webster: Performance of impedance and inductance ventilation sensors on premature infants during natural breathing, motion and airway obstruction, EMBS, 1993. Proc. of the 15th Annual International Conference of t he IEEE, vol. 4, San Diego, CA, USA, Oct. 28-31, 1993, p. 3094-3097.
• 7. W.H. Lawson: Infant bed and apnea alarm, U.S. Patent 4,146,885, 1979.
• 8. M.R. Neuman, T.G. Mcintyre: Strain gauge and method of making and using the same, U.S. Patent 5,079,535, 1992.
• 9. S.D. Pearce: Transducer for detecting apnea, U.S. Patent 4,971,065, 1990.
• 10. D.L. Stephens: Breathing monitor articles of wearing apparel, U.S. Patent 5,454,376, 1995.
• 11. P.K. Sullivan: Passive apnea monitor. U.S. Patent 6,375,621,2002.
• 12. D.C. Mack, M. Alwan, B. Turner, P. Suratt. K.A. R. ' .: A passive and portables for monitoring heart rate and detecting sleep apnea and arousals: preliminary validation, distributed diagnosis and home healthcare, 2006. D2H2. lst Transdisciplinary Conference, Arlington, VA, USA, Apr. 2-4, 2006, p. 51-54.
• 13. D.C. Mack, S.W. Kell, M. Alwan, B. Turner, R.A. Felder: Non-invasive analysis of physiological signals (NAPS): a vibration sensor that passively detects heart and respiration rates as part of a sensor that passively for medical monitoring, 2003 Summer Bioengineering Conference, F L , USA, Jun. 25- 29, 2003, p. 1071-1072.
• 14. T. Grysiński: The system for non-invasive monitoring of a patient’s movement activity during sleep (in Polish), PAK vol. 9bis, 2006, p. 134-136.
• 15. C D . Silva: Device for monitoring respiratory movements, U.S. Patent 0015457, 2007.
• 16. N. Bania: Instrument for infant apnea monitoring for home use (in Polish), MSc Eng. thesis, Wrocław University of Technology, Wrocław, Poland, 2008.
• 17. N. Bania: Demce for monitoring apnea of infants under home conditions (in Polish), Metrology today and tomorrow (in Polish), Gdańsk, Poland, Aug. 31-Sep. 02, 2009, p. 401--409.
• 18. N. Bania, E. Nowaczyk, Z. Moroń: Infant apnea monitoring method and device (in Polish), Polish Patent Application P386734, Dec. 08, 2008.
• 19. Datasheet of the device LIS3LV02DL http://www.st.com/ internet/analog/product/127514.jsp.